利用缓冲区分析和叠置分析解决实际问题

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1、5.4 实例与练习5.4.1 市区择房分析1. 背景：如何找到环境好、购物方便、小孩上学方便的居住区地段是购房者最关心的问题，因此购房者就需要从总体上对商品房的信息进行研究分析，选择最适宜的购房地段。2. 目的：学会利用缓冲区分析和叠置分析解决实际问题。1. 数据：试验数据位于Chp7Ex_1，请将练习拷贝至 E:Chp7Ex1a) 城市市区交通网络图（network.shp）b) 商业中心分布图（Marketplace.shp）c) 名牌高中分布图（school.shp）d) 名胜古迹分布图（famous place.shp）这些文件综合在一起是 city.mxd2. 要求：所寻求的市区是噪

2、声要小，距离商业中心和各大名牌高中要近，是为了环境优雅离名胜古迹较近环境优雅。综合上述条件，给定一个定量的限定如下：a) 离主要市区交通要道 200 米之外，交通要道的车流量大，噪音产生的主要源于此；（ST为道路类型中的主要市区交通要道）b) 距大型商业中心的影响，以商业中心的大小来确定影响区域，具体是以其属性字段YUZHI；c) 距名牌高中在 750 米之内，以便小孩上学便捷；d) 距名胜古迹 500 米之内。最后分别将满足上述条件的其中一个条件的取值为 1，不满足的取值为 0，即如果满足距主要市区交通要道 200 米之内，取值为 1，反之为 0；其他亦是如此，最后将其累加得到分级。即满足三

3、个条件的累加得到 3，满足 2 个条件的得到 2，最后将全部分成 4 级。3. 操作步骤：首先打开 ArcMap，打开 E:Chp7Ex1city.mxd 文件将文件加入到窗口中来，这时五个文件全被加入 ArcMap；（1） 主干道噪音缓冲区的建立1） 选择交通网络图层（network.shp） ，打开图层的属性表，在右下角的打开 option 选项中，在菜单中选择 select by attributes，在弹出的 select by attributes 对话框中，左边选择“TYPE”双击将其添加到对话框下面 SQL 算式表中，中间点 “=”，再单击 Get unique values 将

4、 TYPE 的全部属性值加入上面的列表框中，然后选择“ST”属性值，双击添加到 SQL 算式表中，单击 APPLY 按钮，就将市区的主要道路选择出来了；（图 7.64）2） 点击缓冲区按钮 对选择的主干道进行缓冲区的建立，首先在缓冲区对象图层选择交通网络图层（network） ，然后将 Use Only the Selected Feature（仅对选择的要素进行分析）选项选中，单击 next；3） 确定尺寸单位如米，选择第一种缓冲区建立方法（At a specified distance） ，指定缓冲区半径为 200 米，单击 next；4） 因为不是分别考虑一个图层的各个不同的要素的目的，

5、所以我们在这里选择的是第一种边界设定类型（Dissolve barriers between） ，然后指定好缓冲区文件的存放路径和文件名后，单击OK，完成主干道噪音污染缓冲区的建立。 （图 7.65）图 7.64 交通道路图通过属性选择要素（2） 商业中心影响范围建立1） 建立大型商业中心的影响范围。首先点击缓冲区按钮 ，在缓冲区对象图层选择商业中心分布图层（network） ，单击 next；2） 确定尺寸单位，选择第一种缓冲区建立方法，以其属性字段 YUZHI 为缓冲区半径，单击next；3） 选择的是第一种边界设定类型，然后指定好缓冲区文件的存放路径和文件名后，单击OK，完成商业中心影响

6、范围缓冲区的建立。 （图 7.66）（3） 名牌高中的影响范围建立1） 点击缓冲区按钮 ，在缓冲区对象图层选择名牌高中分布图层（school） ，单击 next；2） 确定尺寸单位如米，选择第一种缓冲区建立方法，指定 750 米作为半径，设置好后，单击 next；3） 选择的是第一种边界设定类型，然后指定好缓冲区文件的存放路径和文件名后，单击图 7.65 市区交通要道 200 米之外缓冲区图 7.66 商业中心影响范围缓冲区OK，完成名牌高中的覆盖范围缓冲区的建立。 （图 7.67）（4） 名胜古迹的影响范围建立1） 点击缓冲区按钮 ，在缓冲区对象图层选择名胜古迹分布图层（famous pla

7、ce ） ，2） 单击 next，确定尺寸单位，选择第一种缓冲区建立方法，指定 500 米作为缓冲区半径，设置好后，单击 next；3） 选择的是第一种边界设定类型，然后指定好缓冲区文件的存放路径和文件名后，单击OK，完成名胜古迹的覆盖范围缓冲区的建立。 （图 7.68）图 7.67 名牌高中的覆盖范围（5） 进行叠置分析，将满足上述四个要求的区域求出1） 对商业中心影响范围、名牌高中的影响范围和名胜古迹的影响范围三个缓冲区图层进行叠置分析的交集操作，可将同时满足三个条件的区域求出。打开 ArcToolBox，依次选择 analyst tools-overlay-Intersect 操作，打开

8、交集操作对话框。将商业中心的缓冲区、名牌高中的缓冲区和名胜古迹的缓冲区分别进行添加，设定输出文件名并选择全部字段，输出类型和输入类型一样。单击 OK，可获得同时满足三个条件的交集区域。 （图 7.69）2） 利用主干道噪音缓冲区对获得的三个区域的交集进行图层擦除操作，从而获得同时满足四个条件的区域。打开 ArcToolBox，分别选择 analyst tools-overlay-Erase 操作，打开图层擦除操作对话框，在 input features 选择三个区域的交集，在 erase features 选择主干道噪音缓冲区，同时设定输出图层的地址和文件名，单击 OK，就获得了同时满足四个条

9、件的交集区域，即购房者图 7.70 购房者最佳选择区域图 7.68 名胜古迹的周边覆盖影响范围图 7.69 满足三个条件的区域的最佳选择区域。 （图 7.70）（6） 为了使结果更有说服力，更加直观，可以综合上述四个因子，对整个市区进行分等定级，分级标准是：A. 满足其中四个条件为第一等级；B. 满足其中三个条件为第二等级；C. 满足其中两个条件为第三等级；D. 满足其中一个条件为第四等级；E. 完全不满足条件的为第五等级。1） 分别打开商业中心，名牌高中和名胜古迹影响范围的缓冲区图层的属性列表，分别添加market，school 和 famous 字段，并全部赋值为 1。 （图 7.71）同

10、时向主干道噪音缓冲区图层的属性列表中添加 voice 字段，全部赋值为-1。这里取-1 的原因是噪音缓冲区之外的区域才是满足要求的。2） 打开 ArcToolBox，分别选择 analyst tools-overlay-Union，打开图层合并操作对话框。将四个缓冲区图层逐个添加进去，同时设定输出图层的地址和文件名 Union，将全部字段连接，单击 OK，得到四个区域的叠加合并图（图 7.72） 。3） 打开生成的 Union 文件图层的属性列表，添加一个短整型字段 class。保留FID，Shape* ， class，market ，voice ，school 和 famous 字段，在 E

11、ditor 工具栏下拉菜单中选择start editing，然后在属性列表中的 class 字段上单击右键，选择 Calculate values。单击之后，打开Field Calculator 对话框，输入运算公式 class=market+voice+school+famous 将其进行分等定级。如图 7.73，分等定级的标准为：第一等级：数值为 3；第二等级：数值为 2；第三等级：数值为 1；第四等级：数值为 0；第五等级：数值为-1。图 7.71 添加 market 字段并赋值为 14） 最后在 Union 图层的属性中将图层设置成 class 字段的分级显示，得到整个市区的分等定级图

12、。颜色越深，满足的条件就越多，就是优选区域；而相对的颜色浅的区域则是满足的条件较少，也就不是优选区域（图 7.74）图 7.72 四个缓冲区的叠加图以上实例对于笔者感兴趣的及格条件进行分析，并得到很好的分析结果。在现实中，由于考虑到的影响购房的因素较多，可以添加其他限定条件，例如房地产价格，交通便利与否，是否是闹市区，离工作地点远近等。读者不妨自己设计阈值和条件，寻找符合自己要求的区域。5.4.2 最短路径问题分析与应用1.背景：图 7.73 分级数值的计算实现图例：图 7.74 市区分等定级图最短路径的求取问题在现实中是可以拓展许多方面的最高效率问题，与它的深入研究有十分重要的意义。2.目的

13、：学会用 ArcGIS 9.3 进行各种类型的最短路径分析，理解网络分析原理。3.数据：试验数据位于Chp7Ex2，请将练习的数据拷贝至 E:Chp7Ex2数据包括一个 GeoDatabase 地理数据库： “City.mdb”中含有城市交通网、超市分布图，网络关系以及家庭住址。4.要求：通过分析能够得到到达指定目的地的路径选择方案以及根据不同的权重得到不同的最佳路径，并给出路径的长度；根据需求找出到过距景点最近的某设施的路径。本实验以超市为例。 在网络中指定一个超市，分别求出在不同距离、时间的限制下从家到超市的最佳路径。 给定访问顺序，按要求找出从家逐个经过中间位置最终到达目的地的最佳路径。

14、 研究阻强的设置对最佳路径选择的影响5.操作步骤：首先打开 ArcMap 选择 E:Chp7Ex2city.mdb 再双击后选择将整个要素数据集 city 进行加载。然后将 place 点状要素以 HOME 字段属性值进行符号化，1 值是家，0 值是超市。（1） 无权重最佳路径的选择1） 在设施网络分析工具条上，点选旗标和障碍工具板下拉箭头，将旗标放在家和想要去的超市点上。2） 从在 Analysis 下拉菜单中的 Options 按钮打开 Analysis Options 对话框，确认对话框中weight 和 weight filter 标签项全部是 none，这种情况下进行的最短路径分析是

15、完全按照这个网络自身的长短来确定的。3） 点选追踪工作（Track task）下拉菜单选择寻找路径（find path） 。单击 solve 键，最短路径将显示出来，这条路径的总成本将显示在状态栏。 （图 7.75）图 7.75 无权重参照的最佳路径的显示注：这里的“15”指的是从起点到目的地总总共经过了 14 个网络节点，如果把两个网络节点当作一个街区的话，也就是指中间经过了有 15 个街区的意思。（2） 加权最佳路径选择1） 在设施网络分析工具条上，点选 旗标和图 7.76 长度权重属性设置障碍工具板下拉箭头，将旗标分别放在家和想去的某个超市的位置上。2） 选择 Analysis 下拉菜单

16、下的 Option 按钮，打开 Analysis Option 对话框，选择 Weight 标签页，在边的权重(edge weight)上，全部选择长度（length ）权重属性。 （图 7.76）3） 点选追踪工作（Track task）下拉菜单选择寻找路径（find path） 。单击 solve 键，则以长度为比重为的最短路径将显示出来，这条路径的总成本将显示在状态栏。 （图 7.77）4） 以上是通过距离远近的选择而得到的最佳路径。实际中不同类型的道路由于道路车流量的问题，有时候要选择通行时间最短的路径，同样可利用网络分析来获得最佳路径。 （图 7.78）注：总共花费的时间是 7.65minutes图 7.78 时间加权最佳路径这里的时间属性是在建网之前，通过各个道路的类型（主干道，次要道等）得到速度属性，然后通过距离和速度的商值确定的。例子里并没有考虑红灯问题以及其他因素，是一种较理想的情况，注：